JP2018024167A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】 帯状に成形されたカーカス層４（第１のタイヤ構成部材）の一方の面に複数本の糸１０を並列に貼り付ける一方で、帯状に成形されたサイドウォールゴム層１２（第２のタイヤ構成部材）の一方の面に複数本の溝２０を並列に形成し、溝２０の各々が少なくとも１本の糸１０と接触するようにサイドウォールゴム層１２をカーカス層４に対して積層し、これらカーカス層４及びサイドウォールゴム層１２を含むグリーンタイヤＧを成形し、該グリーンタイヤＧを加硫する。【選択図】 図２

Description

本発明は、帯状のタイヤ構成部材を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤの加硫を行う空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤを加硫する際にブリスター故障と呼ばれる加硫故障を生じることがある。ブリスター故障は、ゴム中に含まれる水分や残留エアのほか、タイヤ成形時にタイヤ構成部材の端部に形成される段差に残留するエアが加硫時に局所的に集められ、それによって生じた気泡が加硫中に分散しきらずにブリスターとなってタイヤ内に残存した状態となる故障である。ゴム中に含まれる水分や残留エアは、加硫初期において無数に発泡するものの、その気泡の多くは加硫中にミクロ分散して消滅する。しかしながら、ミクロ分散時に加圧力が弱い部位では気泡が集約され、加硫終了後に再発泡してブリスターを形成することがある。

ブリスター故障を抑制するために、タイヤ成形時にはタイヤ構成部材をステッチャーにより押圧してエアの分散を促進し、加硫時には金型内面に配設されたベントホールを介してエアの排出を行っているが、それだけではタイヤ内部に残留するエアを十分に排除することができない。

これに対して、カーカス層とそれに隣接する部材との間にエア溜りが形成され易いという知見に基づいて、カーカス層の少なくとも一方の面にゴム被覆されていないエア吸収用の有機繊維コードを配置し、その有機繊維コードを通じてカーカス層とそれに隣接する部材との間に残留するエアを分散させ、加硫時にエア溜りが形成されるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述のようにカーカス層の少なくとも一方の面にエア吸収用の有機繊維コードを配置する場合、その配置本数を増やすほどエア分散性が改善されるものの、エア吸収用の有機繊維コードはタイヤ性能に貢献するものではなく、しかもエア吸収用の有機繊維コードを多くするほど隣接する部材との接着性が悪化し、また製造コストが増大するので、その配置本数には自ずと限度がある。そのため、このようなエア吸収用の有機繊維コードでは、タイヤ構成部材の全域にわたってエア分散性を確保することが難しい。

他の手法として、ゴムで構成されたタイヤ構成部材の他の部材と接する表面に複数本の溝を設け、これら溝を介してエアの分散を促進することが提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。

しかしながら、タイヤ構成部材の表面に複数本の溝を設けた場合、これら溝はグリーンタイヤ内部のエアを分散させると同時に、溝自体がタイヤ内部のエアを増加させる要因にもなる。そのため、加硫工程においてグリーンタイヤが金型にプレスされる際に、溝部分に十分な圧力が掛からないと溝内部のエアを分散させることができず、逆に製品故障の原因となることがある。

国際公開第ＷＯ２０１３／０３５５５５号 特開平６−５５６５９号公報 特開平７−３０８９８４号公報 特開２００４‐２８４１６５号公報

本発明の目的は、加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、帯状に成形された第１のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の糸を並列に貼り付ける一方で、帯状に成形された第２のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の溝を並列に形成し、前記溝の各々が少なくとも１本の前記糸と接触するように前記第２のタイヤ構成部材を前記第１のタイヤ構成部材に対して積層し、これら第１及び第２のタイヤ構成部材を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを加硫することを特徴とするものである。

本発明では、第１のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の糸を並列に貼り付ける一方で、第２のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の溝を並列に形成し、溝の各々が少なくとも１本の糸と接触するように第２のタイヤ構成部材を第１のタイヤ構成部材に対して積層することにより、第１及び第２のタイヤ構成部材の間に残留するエアを互いに交差する糸と溝を介して効果的に分散させることが可能になるので、加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することができる。特に、溝の内部に集められたエアは溝と接触する糸を通じて確実に分散するようになるので、溝自体が残留エアの要因となるのを回避することができる。また、糸と溝との協働によりエアの分散を促進するので、第１及び第２のタイヤ構成部材の接合面の全域にわたって優れたエア分散性を確保することができる一方で、エア分散用の糸を過度に配置する必要がないという利点もある。

本発明において、第１のタイヤ構成部材における糸のタイヤ周方向の間隔がＷ（ｍｍ）であり、第１のタイヤ構成部材における糸のタイヤ周方向に対する傾斜角度がθ（°）であり、第１のタイヤ構成部材に対する第２のタイヤ構成部材の接合面の幅がＨ（ｍｍ）であるとき、第２のタイヤ構成部材に形成される溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度α（°）が下式（１）又は（２）を満足することが好ましい。これにより、溝と糸とを確実に接触させ、エアの移動経路を十分に確保することができる。

本発明において、糸の破断強度は１００Ｎ以下であることが好ましい。この糸はエア分散性の改善を目的とするものであって補強部材ではないので、その破断強度の上限値を規制することでタイヤ構成部材の挙動に対する影響を最小限に抑制することができる。特に、糸は合成繊維又は天然繊維から構成されることが好ましい。

本発明において、第１及び第２のタイヤ構成部材は特に限定されるものではないが、例えば、第１のタイヤ構成部材がカーカス層であり、第２の構成部材がサイドウォールゴム層である場合に好適である。或いは、第１のタイヤ構成部材がベルト層であり、第２の構成部材がトレッドゴム層である場合にも好適である。

本発明の空気入りタイヤの製造方法により製造される空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法においてカーカス層（第１のタイヤ構成部材）にサイドウォールゴム層（第２のタイヤ構成部材）を積層した状態を示す展開図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法において使用される溝付きのサイドウォールゴム層を示す展開図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法において使用される糸付きのカーカス層を示す展開図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法で得られるグリーンタイヤの一例を示す正面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２〜図５はその製造方法を示すものである。なお、図１はタイヤセンターラインＣＬの一方側の部分のみを示しているが、この空気入りタイヤはタイヤセンターラインＣＬの他方側にも対応する構造を有している。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含む２層のカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周上には高硬度のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置され、該ビードフィラー６がカーカス層４により包み込まれている。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。

トレッド部１におけるベルト層７の外周側には、トレッドゴム層１１が配設されている。また、サイドウォール部２にはタイヤ外表面に露出するサイドウォールゴム層１２が配設されている。更に、ビード部３にはタイヤ外表面に露出するリムクッションゴム層１３が配設されている。一方、タイヤ内面にはカーカス層４に沿ってインナーライナー層１４が配設されている。

上述のように構成される空気入りタイヤを製造する場合、成形ドラム上で各種のタイヤ構成部材を貼り合わることでグリーンタイヤＧ（図５参照）を成形する。例えば、図２に示すように、成形ドラム上に帯状のカーカス層４（第１のタイヤ構成部材）をタイヤ周方向Ｔｃに沿って巻回した後、そのカーカス層４の上に帯状のサイドウォールゴム層１２（第２のタイヤ構成部材）を貼り合せる工程がある。ここで、カーカス層４の一方の面には複数本の糸１０がタイヤ幅方向Ｔｗに沿って延長するように並列に貼り付けられている。このような糸１０はカーカス層４のカレンダー工程においてカーカス層４の表面に予め貼り付けることが可能である。一方、サイドウォールゴム層１２の一方の面（カーカス層４との接合面）には、図３に示すように、カーカス層４の糸１０に対して交差するように複数本の溝２０が並列に形成されている。このような溝２０はサイドウォールゴム層１２の押出工程の後で適宜加工することが可能である。サイドウォールゴム層１２をカーカス層４に対して積層する際には、溝２０の各々が少なくとも１本の糸１０と接触するように両者を配置することが必要である。

図４に示すように、カーカス層４（第１のタイヤ構成部材）における糸１０のタイヤ周方向Ｔｃの間隔がＷ（ｍｍ）であり、カーカス層４（第１のタイヤ構成部材）における糸１０のタイヤ周方向Ｔｃに対する傾斜角度がθ（°）であり、カーカス層４（第１のタイヤ構成部材）に対するサイドウォールゴム層１２（第２のタイヤ構成部材）の接合面の幅がＨ（ｍｍ）であるとき、サイドウォールゴム層１２（第２のタイヤ構成部材）に形成される溝２０のタイヤ周方向Ｔｃに対する傾斜角度α（°）は下式（１）又は（２）を満足するのが良い。即ち、溝２０の傾斜方向は図４に示す範囲Ｘ１，Ｘ２内に含まれることが望ましい。これにより、溝２０と糸１０とを確実に接触させ、エアの移動経路を十分に確保することができる。

特に、溝２０のタイヤ周方向Ｔｃに対する傾斜角度α（°）が下式（３）又は（４）を満足する場合には、溝２０の長さを可及的に短くしながら、溝２０と糸１０とを確実に接触させることができる。

このようにしてカーカス層４（第１のタイヤ構成部材）及びサイドウォールゴム層１２（第２のタイヤ構成部材）を含むグリーンタイヤＧを成形した後、そのグリーンタイヤＧを加硫することにより、上述した空気入りタイヤを得ることができる。

加硫工程においては、未加硫状態のグリーンタイヤＧを金型内に投入し、ブラダーによりタイヤ内側から圧力を掛けながら加熱する。その際、加硫初期においてタイヤ内部に残留する水分やエアが発泡するが、その気泡の多くは加硫中にミクロ分散して消滅する。しかしながら、ミクロ分散時に加圧力が弱い部位では気泡が局所的に集まろうとする。特に、カーカス層４とサイドウォールゴム層１２との界面のように２層のタイヤ構成部材が貼り合わされた部位に残留するエアがエア溜まりの要因となる。これに対して、カーカス層４の一方の面に複数本の糸１０を並列に貼り付ける一方で、サイドウォールゴム層１２の一方の面に複数本の溝２０を並列に形成し、溝２０の各々が少なくとも１本の糸１０と接触するようにサイドウォールゴム層１２をカーカス層４に対して積層することにより、カーカス層４とサイドウォールゴム層１２との間に残留するエアを互いに交差する糸１０と溝２０を介して効果的に分散させることができる。その結果、加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することができる。

特に、溝２０の内部に集められたエアは溝２０と接触する糸１０を通じて確実に分散するようになるので、溝２０自体が残留エアの要因となるのを回避することができる。また、糸１０と溝２０との協働によりエアの分散を促進するので、エア分散用の糸１０を過度に配置しなくても、カーカス層４とサイドウォールゴム層１２との接合面の全域にわたって優れたエア分散性を確保することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、糸１０の破断強度は１００Ｎ以下であり、より好ましくは、１Ｎ〜５Ｎであると良い。この糸１０はエア分散性の改善を目的とするものであって補強部材ではないので、その破断強度の上限値を規制することでタイヤ構成部材の挙動に対する影響を最小限に抑制することができる。糸１０の破断強度が大き過ぎるとタイヤ性能に対して意図しない影響を及ぼす恐れがある。

糸１０の構成材料は特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の合成繊維の他、綿等の天然繊維を使用することができる。また、糸１０の総繊度は２５ｄｔｅｘ〜１７０ｄｔｅｘの範囲にあると良い。これにより、破断強度を低くすると共に、良好なエア分散性を確保することができる。

一方、溝２０は溝幅が１ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、溝深さが１ｍｍ〜３ｍｍ程度であると良い。この溝２０が上記のような溝幅及び溝深さを有することにより、良好なエア分散性を確保することができる。同様の理由から、溝２０のピッチは１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度であると良い。

上述した実施形態では第１のタイヤ構成部材がカーカス層４であり、第２の構成部材がサイドウォールゴム層１２である場合について説明したが、本発明では糸１０が付与される第１のタイヤ構成部材及び溝２０が付与される第２のタイヤ構成部材は特に限定されるものではない。例えば、サイドウォールゴム層１２とリムクッションゴム層１３との複合体を第２のタイヤ構成部材とすることができる。また、ベルト層７を第１のタイヤ構成部材とする場合、トレッドゴム層１１を第２の構成部材とすることができる。

タイヤサイズ２３５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤを製造するにあたって、帯状に成形されたカーカス層（第１のタイヤ構成部材）の一方の面に複数本の糸を並列に貼り付ける一方で、帯状に成形されたサイドウォールゴム層（第２のタイヤ構成部材）の一方の面に複数本の溝を並列に形成し、溝の各々が少なくとも１本の糸と接触するようにサイドウォールゴム層をカーカス層に対して積層し、これらカーカス層及びサイドウォールゴム層を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを加硫した（実施例１）。糸としては、綿繊維からなり、総繊度が２９．５ｄｔｅｘである糸を使用した。この糸の破断強度は１Ｎである。

また、カーカス層に糸を設け、サイドウォールゴム層に溝を設けるものの、溝と糸とが互いに非接触となるように配置したこと以外は実施例１と同じ方法によりタイヤを製作した（従来例１）。

実施例１及び従来例１においてタイヤを加硫する際、通常必要とされる加硫時間よりも短い時間で加硫し、ブリスター故障を生じ易い条件とした。加硫後、得られた各タイヤを解体し、カーカス層とサイドウォールゴム層との界面におけるブリスターの発生個数を調べた。その結果、実施例１のタイヤでは、従来例１との対比において、ブリスター故障の発生が減少していた。特に、実施例１のタイヤにおけるブリスター発生個数は従来例１のタイヤにおけるブリスター発生個数の約半分となっていた。つまり、２つのタイヤ構成部材の間で溝と糸を互い接触するように配置することにより、ブリスター故障の抑制について極めて顕著な効果が得られた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
１０ 糸
１１ トレッドゴム層
１２ サイドウォールゴム層
１３ リムクッションゴム層
１４ インナーライナー層
２０ 溝
Ｇ グリーンタイヤ

Claims (6)

1. 帯状に成形された第１のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の糸を並列に貼り付ける一方で、帯状に成形された第２のタイヤ構成部材の一方の面に複数本の溝を並列に形成し、前記溝の各々が少なくとも１本の前記糸と接触するように前記第２のタイヤ構成部材を前記第１のタイヤ構成部材に対して積層し、これら第１及び第２のタイヤ構成部材を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記第１のタイヤ構成部材における前記糸のタイヤ周方向の間隔がＷ（ｍｍ）であり、前記第１のタイヤ構成部材における前記糸のタイヤ周方向に対する傾斜角度がθ（°）であり、前記第１のタイヤ構成部材に対する前記第２のタイヤ構成部材の接合面の幅がＨ（ｍｍ）であるとき、前記第２のタイヤ構成部材に形成される前記溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度α（°）が下式（１）又は（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

   

   
3. 前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記糸が合成繊維又は天然繊維から構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記第１のタイヤ構成部材がカーカス層であり、前記第２の構成部材がサイドウォールゴム層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記第１のタイヤ構成部材がベルト層であり、前記第２の構成部材がトレッドゴム層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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